Hayaan sa isang punto sa espasyo O ang alon ay nahahati sa dalawang magkakaugnay. Ang isa sa kanila ay pumasa sa landas S 1 sa isang daluyan na may isang repraktibo index n 1, at ang pangalawa - ang landas S 2 sa isang daluyan na may isang index n 2, pagkatapos kung saan ang mga alon ay superimposed sa punto P. Kung sa isang naibigay na oras t ang mga yugto ng alon sa puntong O ay pareho at katumbas ng j 1 =j 2 =w t, pagkatapos ay sa puntong P ang mga yugto ng mga alon ay magiging pantay, ayon sa pagkakabanggit

saan v1 at v2- mga bilis ng phase sa media. Ang pagkakaiba ng bahagi δ sa puntong P ay magiging katumbas ng

Kung saan v 1 =c/n 1 , v 2 =c/n 2. Ang pagpapalit ng mga dami na ito sa (2), nakukuha natin

Dahil , kung saan ang l 0 ay ang wavelength ng liwanag sa vacuum, kung gayon

Haba ng optical path L sa daluyan na ito ay tinatawag na produkto ng distansya S, nilakbay sa pamamagitan ng liwanag sa medium, sa pamamagitan ng absolute refractive index ng medium n:

L = S n.

Kaya, mula sa (3) sumusunod na ang pagbabago ng bahagi ay tinutukoy hindi lamang ng distansya S, at ang haba ng optical path L sa ganitong kapaligiran. Kung ang alon ay dumaan sa maraming media, kung gayon L=Σn i S i. Kung ang medium ay optically inhomogeneous (n≠const), kung gayon .

Ang halaga ng δ ay maaaring ilarawan bilang:

saan L1 at L2 ay ang mga optical path na haba sa kani-kanilang media.

Isang halaga na katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga optical path na haba ng dalawang wave Δ opt = L 2 - L 1

tinawag pagkakaiba sa optical path. Pagkatapos para sa δ mayroon kaming:

Ang paghahambing ng mga haba ng optical path ng dalawang nakakasagabal na alon ay ginagawang posible na mahulaan ang resulta ng kanilang interference. Sa mga punto kung saan

oobserbahan mataas(ang pagkakaiba ng optical path ay katumbas ng isang integer na bilang ng mga wavelength sa vacuum). Pinakamataas na order m nagpapakita kung gaano karaming mga wavelength sa vacuum ang pagkakaiba sa optical path ng mga nakakasagabal na alon. Kung ang kondisyon ay nasiyahan para sa mga puntos

Bago pa man naitatag ang kalikasan ng liwanag, ang mga sumusunod mga batas ng geometric na optika(ang tanong ng kalikasan ng liwanag ay hindi isinasaalang-alang).

• 1. Ang batas ng pagsasarili ng mga sinag ng liwanag: ang epekto na ginawa ng isang sinag ay hindi nakasalalay sa kung ang iba pang mga sinag ay kumikilos nang sabay-sabay o inaalis.
• 2. Ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag: ang liwanag sa isang homogenous na transparent na medium ay kumakalat sa isang tuwid na linya.

kanin. 21.1.

• 3. Ang batas ng liwanag na pagmuni-muni: ang sinasalamin na sinag ay nasa parehong eroplano bilang ang sinag ng insidente at ang patayo na iginuhit sa interface sa pagitan ng dalawang media sa punto ng insidente; ang anggulo ng pagmuni-muni /| "ay katumbas ng anggulo ng saklaw /, (Larawan 21.1): i[ = i x .
• 4. Batas ng repraksyon ng liwanag (Snell's law, 1621): incident ray, refracted ray at perpendicular

sa interface sa pagitan ng dalawang media, na iginuhit sa punto ng saklaw ng sinag, nakahiga sa parehong eroplano; kapag ang ilaw ay na-refracted sa interface sa pagitan ng dalawang isotropic media na may mga refractive index n x at p 2 ang kundisyon

Kabuuang panloob na pagmuni-muni- ito ang pagmuni-muni ng isang light beam mula sa interface sa pagitan ng dalawang transparent na media kung sakaling mahulog ito mula sa isang optically denser medium sa isang optically less dense medium sa isang anggulo /, > / pr, kung saan ang pagkakapantay-pantay

kung saan «21 - relative refractive index (case l, > P 2).

Ang pinakamaliit na anggulo ng saklaw / pr, kung saan ang lahat ng liwanag ng insidente ay ganap na nasasalamin sa medium /, ay tinatawag nililimitahan ang anggulo buong pagmuni-muni.

Ang phenomenon ng kabuuang reflection ay ginagamit sa light guides at total reflection prisms (halimbawa, sa binoculars).

Optical na haba ng landasL sa pagitan ng mga puntos Lee V ang transparent na daluyan ay ang distansya kung saan ang liwanag (optical radiation) ay magpapalaganap sa isang vacuum sa parehong oras na kinakailangan nito upang maglakbay mula PERO dati AT sa kapaligiran. Dahil ang bilis ng liwanag sa anumang daluyan ay mas mababa kaysa sa bilis nito sa vacuum, kung gayon L palaging mas malaki kaysa sa aktwal na distansyang nilakbay. Sa isang magkakaiba na kapaligiran

saan P ay ang refractive index ng medium; ds ay isang infinitesimal na elemento ng ray trajectory.

Sa isang homogenous na daluyan, kung saan ang geometric na haba ng liwanag na landas ay katumbas ng s, ang haba ng optical path ay tutukuyin bilang

kanin. 21.2. Isang halimbawa ng tautochronous light paths (SMNS" > SABS")

Ang huling tatlong batas ng geometric na optika ay maaaring makuha mula sa Prinsipyo ni Fermat(c. 1660): Sa anumang medium, ang liwanag ay naglalakbay sa landas na tumatagal ng pinakamababang oras sa paglalakbay. Sa kaso kung saan ang oras na ito ay pareho para sa lahat ng posibleng landas, ang lahat ng mga light path sa pagitan ng dalawang punto ay tinatawag tautochronous(Larawan 21.2).

Ang kondisyon ng tautochronism ay nasiyahan, halimbawa, sa pamamagitan ng lahat ng mga landas ng mga sinag na dumadaan sa lens at nagbibigay ng isang imahe. S" pinagmumulan ng liwanag S. Ang liwanag ay kumakalat sa mga landas ng hindi pantay na haba ng geometriko sa parehong oras (Larawan 21.2). Eksakto kung ano ang ibinubuga mula sa punto S sinag nang sabay-sabay at pagkatapos ng pinakamaikling posibleng oras ay nakolekta sa isang punto S", nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng isang imahe ng pinagmulan S.

optical system ay isang set ng optical parts (lenses, prisms, plane-parallel plates, mirrors, etc.) na pinagsama upang makakuha ng optical image o para ma-convert ang light flux na nagmumula sa light source.

May mga sumusunod mga uri ng optical system depende sa posisyon ng bagay at imahe nito: mikroskopyo (ang bagay ay matatagpuan sa isang may hangganang distansya, ang imahe ay nasa infinity), ang teleskopyo (parehong ang bagay at ang imahe nito ay nasa infinity), ang lens (ang bagay ay matatagpuan sa infinity, at ang imahe ay nasa isang may hangganang distansya), projection system (ang bagay at ang imahe nito ay matatagpuan sa isang may hangganang distansya mula sa optical system). Ang mga optical system ay ginagamit sa teknolohikal na kagamitan para sa optical na lokasyon, optical na komunikasyon, atbp.

Mga optical na mikroskopyo nagbibigay-daan sa iyo na suriin ang mga bagay na ang mga sukat ay mas mababa sa pinakamababang resolusyon ng mata na 0.1 mm. Ang paggamit ng mga mikroskopyo ay ginagawang posible na makilala sa pagitan ng mga istruktura na may distansya sa pagitan ng mga elemento na hanggang 0.2 μm. Depende sa mga gawain na malulutas, ang mga mikroskopyo ay maaaring pang-edukasyon, pananaliksik, unibersal, atbp. Halimbawa, bilang panuntunan, ang mga metallographic na pag-aaral ng mga sample ng metal ay nagsisimula gamit ang light microscopy method (Larawan 21.3). Sa ipinakita na tipikal na micrograph ng haluang metal (Larawan 21.3, a) makikita na ang ibabaw ng aluminum-copper alloy foils ay

kanin. 21.3.a- butil na istraktura ng ibabaw ng Al-0.5 at.% Cu alloy foil (Shepelevich et al., 1999); b- cross-section sa pamamagitan ng kapal ng foil ng Al-3.0 at.% Cu alloy (Shepelevich et al., 1999) (smooth side - ang gilid ng foil na nakikipag-ugnayan sa substrate sa panahon ng solidification) ay mayroong mga lugar na mas maliit at mas malalaking butil (tingnan ang subtopic 30.1). Ang isang pagsusuri ng istraktura ng butil ng microsection ng cross section ng kapal ng mga sample ay nagpapakita na ang microstructure ng mga haluang metal ng aluminum-copper system ay nagbabago kasama ang kapal ng mga foil (Fig. 21.3, b).

MINIMUM LIST OF EXAM QUESTIONS IN PHYSICS (SECTION “OPTICS, ELEMENTS OF ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS”) PARA SA MGA MAG-AARAL NG CORESPONDENCE

1. Ang paglabas ng liwanag at mga katangian nito

Ang liwanag ay isang materyal na bagay na may dalawahang katangian (particle-wave dualism). Sa ilang phenomena, ang liwanag ay kumikilos tulad ng electromagnetic wave(ang proseso ng mga oscillations ng electric at magnetic field na nagpapalaganap sa espasyo), sa iba pa - bilang isang stream ng mga espesyal na particle - mga photon o light quanta.

Sa isang electromagnetic wave, ang mga vector ng electric field strength E, magnetic field H at ang wave propagation velocity V ay magkaparehong patayo at bumubuo ng isang right-handed system.

Ang mga vectors E at H oscillate sa parehong yugto. Ang sumusunod na kondisyon ay nasiyahan para sa alon:

Kapag ang isang light wave ay nakikipag-ugnayan sa matter, ang electric component ng wave ay gumaganap ng pinakamalaking papel (ang magnetic component sa non-magnetic media ay hindi gaanong nakakaapekto), kaya ang vector E (ang electric field strength ng wave) ay tinatawag liwanag na vector at ang amplitude nito ay tinutukoy ng A.

Ang katangian ng paglipat ng enerhiya ng isang light wave ay ang intensity I - ito ang dami ng enerhiya na inilipat sa bawat yunit ng oras ng isang light wave sa pamamagitan ng isang unit area na patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Ang linya kung saan ang enerhiya ng alon ay nagpapalaganap ay tinatawag na isang sinag.

2. Reflection at repraksyon ng isang plane wave sa hangganan ng 2 dielectrics. Mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag.

Batas ng pagmuni-muni ng liwanag: incident ray, reflected ray at normal sa interface

ang media sa punto ng insidente ay nasa parehong eroplano. Ang anggulo ng saklaw ay katumbas ng anggulo ng pagmuni-muni (α =β). Bukod dito, ang insidente at ang mga sinasalamin na sinag ay nasa magkabilang panig ng normal.

Batas ng repraksyon ng liwanag: ang incident beam, ang refracted beam at ang normal sa interface sa pagitan ng media sa punto ng insidente ay nasa parehong eroplano. Ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon ay isang pare-parehong halaga para sa dalawang media na ito at tinatawag na relative refractive index o ang refractive index ng pangalawang medium na may kaugnayan sa una.

sinα / sinγ = n21 = n2 / n1

kung saan ang n 21 ay ang relative refractive index ng pangalawang medium na may kaugnayan sa una,

n 1, n 2 - ganap na mga indeks ng repraktibo ang una at pangalawang media (i.e., ang mga refractive index ng media na may paggalang sa vacuum).

Tinatawag na medium na may mas mataas na refractive index optically mas siksik. Kapag ang isang sinag ay bumagsak mula sa isang optical na hindi gaanong siksik patungo sa isang optically denser medium (n2 > n1 )

ang anggulo ng saklaw ay mas malaki kaysa sa anggulo ng repraksyon α>γ (tulad ng sa figure).

Kapag bumagsak ang sinag mula sa isang optically denser hanggang sa isang optically less dense medium (n 1 > n 2 ) ang anggulo ng saklaw ay mas mababa kaysa sa anggulo ng repraksyon α< γ . Sa ilang anggulo ng saklaw

ang refracted beam ay dumudulas sa ibabaw (γ = 90o). Para sa mga anggulo na mas malaki kaysa sa anggulong ito, ang sinag ng insidente ay ganap na sinasalamin mula sa ibabaw ( kabuuang panloob na kababalaghan ng pagmuni-muni).

Relatibong tagapagpahiwatig n21							at ang ganap na mga indeks ng repraktibo ng media n1 at n2 ay maaaring
ipahayag din sa mga tuntunin ng bilis ng liwanag sa media
n 21 =				n 1 =						Kung saan ang c ay ang bilis ng liwanag sa vacuum.

3. Pagkakaugnay-ugnay. Panghihimasok ng mga light wave. Pattern ng interference mula sa dalawang source.

Ang pagkakaugnay ay ang coordinated penetration ng dalawa o higit pang mga oscillatory na proseso. Ang magkakaugnay na mga alon, kapag idinagdag, ay lumikha ng isang pattern ng interference. Ang interference ay ang proseso ng pagdaragdag ng magkakaugnay na mga alon, na binubuo sa muling pamamahagi ng enerhiya ng isang liwanag na alon sa espasyo, na sinusunod sa anyo ng mga madilim at magaan na banda.

Ang dahilan para sa kakulangan ng pagmamasid sa panghihimasok sa buhay ay ang hindi pagkakaugnay-ugnay ng mga likas na mapagkukunan ng liwanag. Ang radiation ng naturang mga mapagkukunan ay nabuo sa pamamagitan ng isang kumbinasyon ng mga radiation ng mga indibidwal na mga atom, na ang bawat isa ay naglalabas ng isang "segment" ng isang harmonic wave, na tinatawag na isang tren, para sa ~ 10-8 s.

Ang magkakaugnay na mga alon mula sa mga tunay na mapagkukunan ay maaaring makuha, pagbabahagi ng wave ng isang source sa dalawa o higit pa, pagkatapos, na nagpapahintulot sa kanila na dumaan sa iba't ibang optical path, pagsamahin ang mga ito sa isang punto sa screen. Ang isang halimbawa ay ang eksperimento ni Jung.

Optical path na haba ng isang light wave

L = n l ,

kung saan ang l ay ang haba ng geometric na landas ng isang light wave sa isang medium na may refractive index n.

Optical path na pagkakaiba ng dalawang light waves

∆ = L 1 − L 2 .

Ang kondisyon ng amplification ng liwanag (maxima) sa panahon ng interference

∆ = ± k λ , kung saan ang k=0, 1, 2, 3, λ ay ang light wavelength.

Banayad na kondisyon ng pagpapahina (mga minimum)

∆ = ± (2 k + 1 ) λ 2 , kung saan k=0, 1, 2, 3 ……

Distansya sa pagitan ng dalawang fringes na ginawa ng dalawang magkakaugnay na pinagmumulan ng liwanag sa isang screen na parallel sa dalawang magkakaugnay na pinagmumulan ng liwanag

∆y = d L λ ,

kung saan ang L ay ang distansya mula sa mga pinagmumulan ng ilaw sa screen, ang d ay ang distansya sa pagitan ng mga pinagmumulan

(d<

4. Panghihimasok sa mga manipis na pelikula. Mga guhitan ng pantay na kapal, pantay na slope, mga singsing ni Newton.

Pagkakaiba ng optical path ng mga light wave na nagmumula sa pagmuni-muni ng monochromatic na ilaw mula sa isang manipis na pelikula

∆ = 2 d n 2 −sin 2 i ± λ 2 o ∆ = 2 dn cos r ± λ 2

kung saan ang d ay ang kapal ng pelikula; n ay ang refractive index ng pelikula; i - anggulo ng saklaw; r ay ang anggulo ng repraksyon ng liwanag sa pelikula.

Kung ayusin natin ang anggulo ng saklaw i at kukuha ng isang pelikula na may variable na kapal, kung gayon para sa ilang mga seksyon na may kapal d, ang interference fringes ay katumbas ng

kapal. Ang mga guhit na ito ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagdidirekta ng isang parallel beam ng liwanag sa isang plato na may iba't ibang kapal sa iba't ibang lugar.

Kung ang isang divergent na sinag ng mga sinag ay nakadirekta sa isang plane-parallel plate (d \u003d const) (ibig sabihin, isang sinag na nagbibigay ng iba't ibang mga anggulo ng saklaw i), kung gayon kapag ang mga sinag ay nakapatong, ang insidente sa ilang magkatulad na mga anggulo, ang mga gilid ng interference ay magiging sinusunod, na tinatawag na mga guhitan ng pantay na slope

Ang isang klasikong halimbawa ng mga guhit na may pantay na kapal ay ang mga singsing ni Newton. Ang mga ito ay nabuo kung ang isang monochromatic beam ng liwanag ay nakadirekta sa isang plano-convex lens na nakahiga sa isang glass plate. Ang mga singsing ni Newton ay mga interference fringes mula sa mga rehiyon na may pantay na kapal ng air gap sa pagitan ng lens at plate.

Radius ng maliwanag na singsing ni Newton sa sinasalamin na liwanag

kung saan k =1, 2, 3 …… - numero ng singsing; R ay ang radius ng curvature. Radius ng madilim na singsing ni Newton sa sinasalamin na liwanag

r k = kR λ , kung saan k =0, 1, 2, 3 …….

5. Enlightenment ng optika

Enlightenment of optics - binubuo sa katotohanan na ang isang manipis na transparent na pelikula ay inilapat sa ibabaw ng bahagi ng salamin, na, dahil sa pagkagambala, ay nag-aalis ng pagmuni-muni ng liwanag ng insidente, kaya pinatataas ang ratio ng aperture ng aparato. Repraktibo index

ng antireflection film, n dapat mas mababa sa refractive index ng bahagi ng salamin

n tungkol sa . Ang kapal ng antireflection film na ito ay matatagpuan mula sa kondisyon ng light attenuation sa panahon ng interference ng formula.

dmin = 4λn

6. Diffraction ng liwanag. Prinsipyo ng Huygens-Fresnel. Fresnel diffraction. Paraan ng Fresnel zone. Vector diagram ng mga Fresnel zone. Fresnel diffraction sa pinakasimpleng obstacles (round hole).

Ang light diffraction ay isang hanay ng mga phenomena na binubuo sa muling pamamahagi ng luminous flux sa panahon ng pagpasa ng isang light wave sa media na may matalim na inhomogeneities. Sa isang makitid na kahulugan, ang diffraction ay ang pag-ikot ng mga hadlang sa pamamagitan ng mga alon. Ang diffraction ng liwanag ay humahantong sa paglabag sa mga batas ng geometric optics, sa partikular, ang mga batas ng rectilinear propagation ng liwanag.

Walang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng diffraction at interference, dahil ang parehong mga phenomena ay humantong sa isang muling pamamahagi ng enerhiya ng light wave sa kalawakan.

Mayroong Fraunhofer diffraction at Fresnel diffraction.

Fraunhofer diffraction- diffraction sa parallel beams. Ito ay sinusunod kapag ang screen o viewpoint ay matatagpuan malayo sa balakid.

Fresnel diffraction ay diffraction sa converging ray. Naobserbahan sa isang malapit na distansya mula sa balakid.

Qualitatively, ipinaliwanag ang phenomenon ng diffraction Prinsipyo ng Huygens: Ang bawat punto ng harap ng alon ay nagiging pinagmumulan ng mga pangalawang spherical na alon, at ang bagong harap ng alon ay ang sobre ng mga pangalawang alon na ito.

Dinagdagan ng Fresnel ang prinsipyo ng Huygens na may ideya ng pagkakaugnay-ugnay at pagkagambala ng mga pangalawang alon na ito, na naging posible upang makalkula ang intensity ng alon para sa iba't ibang direksyon.

Prinsipyo Huygens-Fresnel: Ang bawat punto ng harap ng alon ay nagiging pinagmumulan ng magkakaugnay na pangalawang spherical na alon, at isang bagong harap ng alon ay nabuo bilang resulta ng interference ng mga alon na ito.

Iminungkahi ni Fresnel na hatiin ang mga simetriko na ibabaw ng alon sa mga espesyal na zone, ang mga distansya mula sa mga hangganan kung saan hanggang sa punto ng pagmamasid ay naiiba sa λ/2. Ang mga kalapit na zone ay kumikilos sa antiphase, i.e. ang mga amplitude na nilikha ng mga kalapit na zone sa punto ng pagmamasid ay ibinabawas. Upang mahanap ang amplitude ng isang light wave sa pamamaraan ng mga Fresnel zone, ang algebraic na pagdaragdag ng mga amplitude na nilikha sa puntong ito ng mga Fresnel zone ay ginagamit.

Ang radius ng panlabas na hangganan ng m-th annular Fresnel zone para sa isang spherical wave surface

r m = m a ab + b λ ,

kung saan ang a ay ang distansya mula sa pinagmumulan ng liwanag hanggang sa ibabaw ng alon, ang b ay ang distansya mula sa ibabaw ng alon hanggang sa punto ng pagmamasid.

Vector diagram ng mga Fresnel zone ay isang spiral. Ang paggamit ng vector diagram ay ginagawang mas madaling mahanap ang amplitude ng nagresultang oscillation

ang lakas ng electric field ng wave A (at, nang naaayon, ang intensity I ~ A 2 ) sa gitna ng pattern ng diffraction sa panahon ng diffraction ng isang light wave ng iba't ibang mga hadlang. Ang resultang vector A mula sa lahat ng Fresnel zone ay isang vector na nagkokonekta sa simula at dulo ng spiral.

Sa pamamagitan ng Fresnel diffraction sa isang bilog na butas, ang isang madilim na lugar (intensity minimum) ay makikita sa gitna ng pattern ng diffraction kung ang isang kahit na bilang ng mga Fresnel zone ay magkasya sa butas. Ang maximum (maliwanag na lugar) ay sinusunod kung ang isang kakaibang bilang ng mga zone ay magkasya sa butas.

7. Fraunhofer diffraction sa pamamagitan ng slit.

Ang beam deflection angle ϕ (diffraction angle) na tumutugma sa maximum (light band) sa panahon ng diffraction sa isang makitid na slit ay tinutukoy mula sa kundisyon

b sin ϕ = (2 k + 1) λ 2 , kung saan k= 1, 2, 3,...,

Ang anggulo ng pagpapalihis ϕ ng mga beam na tumutugma sa minimum (madilim na banda) sa panahon ng diffraction sa pamamagitan ng isang makitid na hiwa ay tinutukoy mula sa kundisyon

b sin ϕ = k λ , kung saan k= 1, 2, 3,...,

kung saan ang b ay ang lapad ng puwang; k - serial number ng maximum.

Ang dependence ng intensity I sa diffraction angle ϕ para sa slit ay may anyo

8. Fraunhofer diffraction sa isang diffraction grating.

one-dimensional diffraction grating ay isang sistema ng pana-panahong nakaayos na transparent at opaque na mga lugar para sa liwanag.

Ang transparent na lugar ay mga hiwa ng lapad b. Ang mga opaque na lugar ay mga slits na may lapad a . Ang halaga a + b \u003d d ay tinatawag na panahon (pare-pareho) ng diffraction grating. Hinahati ng diffraction grating ang light wave incident dito sa N coherent waves (N ang kabuuang bilang ng mga target sa grating). Ang pattern ng diffraction ay resulta ng superposisyon ng mga pattern ng diffraction mula sa lahat ng indibidwal na slits.

AT ang mga direksyon kung saan ang mga alon mula sa mga puwang ay nagpapatibay sa isa't isa ay sinusunodmajor highs.

AT mga direksyon kung saan wala sa mga slits ang nagpapadala ng liwanag (minima ay sinusunod para sa slits) absolute minima ay nabuo.

AT mga direksyon kung saan ang mga alon mula sa katabing mga puwang ay "pinapatay" sa isa't isa, mayroon

pangalawang mababang.

Sa pagitan ng pangalawang minima, may mahina pangalawang mataas.

Ang dependence ng intensity I sa diffraction angle ϕ para sa isang diffraction grating ay may anyo

− 7λ

− 5 λ − 4 λ −

4λ 5λ

d d λ

−b

Ang anggulo ng pagpapalihis ϕ ng mga beam na naaayon sa pangunahing maximum(light band) sa panahon ng diffraction ng liwanag sa isang diffraction grating, ay tinutukoy mula sa kondisyon

d sin ϕ = ± m λ , kung saan m= 0, 1, 2, 3,...,

kung saan ang d ay ang panahon ng diffraction grating, ang m ay ang ordinal na numero ng maximum (ang pagkakasunud-sunod ng spectrum).

9. Diffraction sa mga spatial na istruktura. Formula ng Wulf-Bragg.

Inilalarawan ng formula ng Wulf-Bragg ang diffraction ng X-ray sa pamamagitan ng

mga kristal na may pana-panahong pagsasaayos ng mga atomo sa tatlong dimensyon

1. Ang haba ng optical path ay ang produkto ng geometric na haba d ng landas ng isang light wave sa isang partikular na medium at ang absolute refractive index ng medium na ito n.

2. Ang pagkakaiba sa bahagi ng dalawang magkakaugnay na alon mula sa isang pinagmulan, ang isa ay pumasa sa haba ng landas sa isang medium na may absolute refractive index, at ang isa naman ay pumasa sa haba ng path sa isang medium na may absolute refractive index:

kung saan ang , , λ ay ang wavelength ng liwanag sa vacuum.

3. Kung ang mga optical path na haba ng dalawang beam ay pantay, kung gayon ang mga path na ito ay tinatawag na tautochronous (hindi nagpapakilala ng phase difference). Sa mga optical system na nagbibigay ng mga stigmatic na imahe ng isang light source, ang kondisyon ng tautochronism ay nasiyahan sa lahat ng mga landas ng mga sinag na umuusbong mula sa parehong punto ng pinagmulan at nagtatagpo sa punto ng imahe na naaayon dito.

4. Ang halaga ay tinatawag na optical path difference ng dalawang beam. Ang pagkakaiba ng stroke ay nauugnay sa pagkakaiba ng bahagi:

Kung ang dalawang light beam ay may isang karaniwang simula at pagtatapos, kung gayon ang pagkakaiba sa haba ng optical path ng naturang mga beam ay tinatawag pagkakaiba sa optical path

Mga kundisyon para sa maxima at minimum sa ilalim ng interference.

Kung ang mga oscillations ng vibrator A at B ay nasa phase at may pantay na amplitudes, kung gayon ay malinaw na ang resultang pag-aalis sa punto C ay nakasalalay sa pagkakaiba sa pagitan ng mga landas ng dalawang alon.

Pinakamataas na kundisyon:

Kung ang pagkakaiba sa pagitan ng mga landas ng mga alon na ito ay katumbas ng isang integer na bilang ng mga alon (ibig sabihin, isang pantay na bilang ng kalahating alon)

Δd = kλ, kung saan k = 0, 1, 2, ..., pagkatapos ay isang interference maximum ay nabuo sa punto ng superposition ng mga wave na ito.

Pinakamataas na kondisyon:

Ang amplitude ng nagresultang oscillation A = 2x 0 .

Minimum na kondisyon:

Kung ang pagkakaiba sa landas ng mga alon na ito ay katumbas ng isang kakaibang bilang ng mga kalahating alon, nangangahulugan ito na ang mga alon mula sa mga vibrator A at B ay darating sa punto C sa antiphase at kanselahin ang bawat isa: ang amplitude ng nagresultang oscillation A = 0 .

Minimum na kondisyon:

Kung ang Δd ay hindi katumbas ng isang integer na bilang ng mga kalahating alon, pagkatapos ay 0< А < 2х 0 .

Ang kababalaghan ng light diffraction at ang mga kondisyon para sa pagmamasid nito.

Sa una, ang kababalaghan ng diffraction ay binibigyang kahulugan bilang isang pag-ikot ng isang balakid sa pamamagitan ng isang alon, iyon ay, ang pagtagos ng isang alon sa rehiyon ng isang geometric na anino. Mula sa punto ng view ng modernong agham, ang kahulugan ng diffraction bilang liwanag na baluktot sa paligid ng isang balakid ay kinikilala bilang hindi sapat (masyadong makitid) at hindi masyadong sapat. Kaya, ang diffraction ay nauugnay sa isang napakalawak na hanay ng mga phenomena na lumitaw sa panahon ng pagpapalaganap ng mga alon (kung ang kanilang spatial na limitasyon ay isinasaalang-alang) sa hindi homogenous na media.

Ang diffraction ng alon ay maaaring magpakita mismo:

sa pagbabago ng spatial na istraktura ng mga alon. Sa ilang mga kaso, ang ganitong pagbabago ay maaaring ituring bilang "envelopment" ng mga hadlang sa pamamagitan ng mga alon, sa ibang mga kaso - bilang isang pagpapalawak ng anggulo ng pagpapalaganap ng mga wave beam o ang kanilang paglihis sa isang tiyak na direksyon;

sa agnas ng mga alon ayon sa kanilang frequency spectrum;

sa pagbabagong-anyo ng polariseysyon ng alon;

sa pagbabago ng phase structure ng mga alon.

Ang pinaka-mahusay na pinag-aralan ay ang diffraction ng electromagnetic (sa partikular, optical) at acoustic waves, pati na rin ang gravitational-capillary waves (mga alon sa ibabaw ng isang likido).

Ang isa sa mga mahalagang espesyal na kaso ng diffraction ay ang diffraction ng isang spherical wave sa ilang mga obstacle (halimbawa, sa lens barrel). Ang ganitong diffraction ay tinatawag na Fresnel diffraction.

Prinsipyo ng Huygens-Fresnel.

Ayon sa prinsipyo ng Huygens-Fresnel light wave na nasasabik ng isang source S ay maaaring kinakatawan bilang resulta ng isang superposisyon ng magkakaugnay na pangalawang alon. Ang bawat elemento ng ibabaw ng alon S(Fig.) ay nagsisilbing pinagmumulan ng pangalawang spherical wave, ang amplitude nito ay proporsyonal sa halaga ng elemento dS.

Ang amplitude ng pangalawang alon na ito ay bumababa sa distansya r mula sa pinagmulan ng pangalawang alon hanggang sa punto ng pagmamasid ayon sa batas 1/r. Samakatuwid, mula sa bawat seksyon dS ibabaw ng alon sa punto ng pagmamasid R elementarya vibration ay dumating:

saan ( ωt + α 0) ay ang oscillation phase sa lokasyon ng wave surface S, k− wave number, r− distansya mula sa ibabaw na elemento dS sa punto P, kung saan dumarating ang oscillation. Salik a 0 tinutukoy ng amplitude ng light vibration sa lugar kung saan inilalapat ang elemento dS. Coefficient K depende sa anggulo φ sa pagitan ng normal hanggang sa site dS at direksyon sa punto R. Sa φ = 0 ang koepisyent na ito ay pinakamataas, at sa φ/2 ito ay katumbas ng zero.
Nagreresulta sa oscillation sa isang punto R ay isang superposisyon ng mga vibrations (1) na kinuha para sa buong ibabaw S:

Ang formula na ito ay isang analytical expression ng Huygens-Fresnel na prinsipyo.

Optical na haba ng landas

Optical na haba ng landas sa pagitan ng mga punto A at B ng isang transparent na medium ay ang distansya kung saan ang liwanag (optical radiation) ay magpapalaganap sa vacuum sa panahon ng pagpasa nito mula A hanggang B. Ang haba ng optical path sa isang homogenous na medium ay ang produkto ng distansya na nilakbay ng liwanag sa isang medium na may refractive index n sa pamamagitan ng refractive index:

Para sa isang hindi homogenous na daluyan, kinakailangan na hatiin ang geometric na haba sa mga maliliit na agwat na posibleng isaalang-alang ang pare-parehong refractive index sa pagitan na ito:

Ang kabuuang haba ng optical path ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagsasama ng:

Wikimedia Foundation. 2010 .

Tingnan kung ano ang "Optical path length" sa iba pang mga diksyunaryo:

Ang produkto ng haba ng landas ng isang light beam at ang refractive index ng medium (ang landas na dadaanan ng liwanag sa parehong oras na nagpapalaganap sa isang vacuum) ... Malaking Encyclopedic Dictionary

Sa pagitan ng mga punto A at B ng isang transparent na medium, ang distansya kung saan ang liwanag (optical radiation) ay magpapalaganap sa vacuum sa parehong oras na kinakailangan nito upang maglakbay mula A hanggang B sa medium. Dahil ang bilis ng liwanag sa anumang daluyan ay mas mababa kaysa sa bilis nito sa vacuum, O. d ... Pisikal na Encyclopedia

Ang pinakamaikling distansya na dinadala ng radiation wavefront ng transmitter mula sa output window nito hanggang sa input window ng receiver. Pinagmulan: NPB 82 99 EdwART. Glossary ng mga termino at kahulugan para sa seguridad at proteksyon sa sunog, 2010 ... Diksyunaryo ng Emergency

haba ng optical path- (s) Ang kabuuan ng mga produkto ng mga distansyang nilakbay ng monochromatic radiation sa iba't ibang media at ang kani-kanilang mga refractive na indeks ng media na iyon. [GOST 7601 78] Mga paksa optika, optical device at mga sukat Pangkalahatang termino optical ... ... Handbook ng Teknikal na Tagasalin

Ang produkto ng haba ng landas ng isang light beam at ang refractive index ng medium (ang landas na dadaanan ng liwanag sa parehong oras na nagpapalaganap sa isang vacuum). * * * OPTICAL PATH LENGTH OPTICAL PATH, ang produkto ng haba ng path ng light beam sa pamamagitan ng ... ... encyclopedic Dictionary

haba ng optical path- optinis kelio ilgis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. haba ng optical path vok. optische Weglänge, f rus. haba ng optical path, fpranc. longueur de trajet optique, f … Fizikos terminų žodynas

Optical na landas, sa pagitan ng mga punto A at B ng isang transparent na daluyan; ang distansya na dadaanan ng liwanag (optical radiation) sa isang vacuum sa panahon ng pagpasa nito mula A hanggang B. Dahil ang bilis ng liwanag sa anumang daluyan ay mas mababa kaysa sa bilis nito sa ... ... Great Soviet Encyclopedia

Ang produkto ng haba ng landas ng isang light beam at ang refractive index ng medium (ang landas na maglalakbay ang liwanag sa parehong oras, na nagpapalaganap sa isang vacuum) ... Likas na agham. encyclopedic Dictionary

Ang konsepto ng geom. at wave optics, ay ipinahayag bilang kabuuan ng mga produkto ng mga distansya! nadaraanan na radiation sa decomp. media, sa kaukulang refractive index ng media. Ang O.d.p. ay katumbas ng distansya na dadaanan ng liwanag sa parehong oras, na nagpapalaganap sa ... ... Malaking encyclopedic polytechnic dictionary

ANG HABA NG DAAN sa pagitan ng mga punto A at B ng isang transparent na medium ay ang distansya kung saan ang liwanag (optical radiation) ay magpapalaganap sa vacuum sa parehong oras na kinakailangan nito upang maglakbay mula A hanggang B sa medium. Dahil ang bilis ng liwanag sa anumang daluyan ay mas mababa kaysa sa bilis nito sa isang vacuum... Pisikal na Encyclopedia